(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面と前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面の間に開口絞りを有し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して前記第３レンズ群は像側へ移動し、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、２枚以下の負レンズと、１枚の正レンズで構成され、前記第３レンズ群は単一レンズ又は接合レンズより構成され、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端において無限遠物体にフォーカスしているときの前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の合成焦点距離をｆ３Ｒｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
−０．７０＜ｆ２／ｆ３Ｒｗ＜−０．２３
０．１７＜｜ｆ３｜／ｆ４＜０．６０
３．２＜ｆ４／ｆｗ＜６．２
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
１．１＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．４
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
０．８＜ｆ２／ｆｗ＜１．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
１．０＜｜ｆ３｜／ｆｗ＜２．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の横倍率を各々β３ｔ、β４ｔとするとき、
−１２．０＜（１−β３ｔ2）×β４ｔ2＜−３．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔をＤ３４ｔとするとき、
０．１＜Ｄ３４ｔ／ｆｗ＜１．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、単一の正レンズ又は正の屈折力の接合レンズよりなる第２ａレンズ群、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを有する正の屈折力の第２ｂレンズ群より構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
ぶれ補正に際して、前記第２ａレンズ群または前記第２ｂレンズ群が光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動することを特徴とする請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項９】
ぶれ補正に際して、前記第２ａレンズ群が光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動し、前記第２ａレンズ群の焦点距離をｆ２ａとするとき、
２．０＜ｆ２ａ／ｆ２＜５．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項７又は８に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
ズーミングに際して前記第２レンズ群と前記第４レンズ群は同一の軌跡で移動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像側に凸状の軌跡を描いて移動し、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズに関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、あるいは監視カメラ等のように、固体撮像素子を用いた撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズ交換式のカメラにおいて、撮像素子の電子化とともに、撮像レンズと撮像素子によって生成された画像データをカメラ本体の電子表示素子に表示する機能（ライブビュー機能）を有するカメラが知られている。これらのレンズ交換式のカメラにおいて、クイックリターンミラー（以降ＱＲＭと記載する）とペンタプリズム等を用いた光学ファインダを廃し、前述のライブビュー機能を用いて撮像中の画像を確認できるようにした所謂、ミラーレスカメラが知られている。このミラーレスカメラはＱＲＭを廃しているため、カメラ厚の薄型化が容易であり、又カメラ全体の小型化が容易である。
【０００３】
一方、多くのカメラにはオートフォーカス（ＡＦ）装置が搭載されている。ＱＲＭを有する多くのカメラでは、ＱＲＭを収納するミラーボックス内に位相差方式を用いたオートフォーカス（以下「位相差ＡＦ」という。）用の測距部材を収納している。しかしながらミラーレスカメラではミラーボックスがないため、位相差ＡＦ用の測距部材を配置する空間が少ないため、カメラ厚を増大することなく位相差ＡＦ用の測距部材を配置するのが大変難しい。
【０００４】
また、２眼式の外測方式の位相差ＡＦを採用した場合、広角端から望遠端までのズーム領域として、無限遠物体からマクロ領域までの物体距離全体にわたる幅広い撮影領域において位相差ＡＦを行うことが困難である。このことから、これらレンズ交換式のミラーレスカメラ方式のＡＦには撮像素子から出力される画像データのコントラストから合焦動作を行う所謂コントラスト検出ＡＦが多く採用されている。
【０００５】
コントラスト検出ＡＦでは、フォーカスレンズ群を光軸方向に高速（例えば動画においても合焦動作に違和感を覚えないように３０フレーム／秒程度）で振動駆動し、画像のコントラストの変化から合焦位置を算出している（ウォブリング動作）。このため、これらコントラスト検出ＡＦに対応した撮像レンズにおいては、フォーカスレンズ群が小型、軽量であることが求められている。
【０００６】
全系が小型で広画角化が容易なズームレンズとして、物体側に負の屈折力のレンズ群が位置するネガティブリード型のズームレンズが知られている。ネガティブリード型の広画角のズームレンズとして、物体側から像側へ順に、負、正、負、正の屈折力のレンズ群からなり、各レンズ群間隔を変化させてズーミングを行う４群ズームレンズが知られている。
【０００７】
またこの４群ズームレンズにおいて、また、フォーカスレンズ群の小型、軽量化を実現するため、フォーカスレンズ群を第１レンズ群以外に配置し、インナーフォーカス方式を用いた４群ズームレンズが知られている（特許文献１乃至３）。特許文献１では第４レンズ群でフォーカシングを行う４群ズームレンズを開示している。特許文献２、３では第３レンズ群でフォーカシングを行う４群ズームレンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１９７１７６号公報
【特許文献２】特開２００３−１３１１３０号公報
【特許文献３】特開２００１−３４３５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ネガティブリード型のズームレンズにおいて、所望のズーム比とレンズ系全体の小型化を図った場合、広角端においては、レトロフォーカスタイプのパワー配置、望遠端においてはテレフォトタイプのパワー配置をとる。このため、望遠端のレンズ全長に比して、広角端のレンズ全長が長くなる。
【００１０】
ネガティブリード型のズームレンズとして、広角端のレンズ全長を短縮するために、最終レンズ群に負の屈折力のレンズ群が位置する負、正、負の屈折力のレンズ群よりなる３群ズームレンズがある。３群ズームレンズは、最終レンズ群の負の屈折力の効果により光学系の射出瞳位置が像面に近づく。このため、撮像素子への光線入射角が増大し、電子撮像素子を用いる場合、シェーディングが多く発生してくる。
【００１１】
これに対して、前述した４群ズームレンズは広画角及び全系の小型化が容易であり、また第４レンズ群の正の屈折力の作用で撮像素子への光線入射角が小さくなり、シェーディングの発生が少ないという特徴がある。しかしながら４群ズームレンズにおいてシェーディングを少なくし、広画角化を図りつつレンズ系全体の小型化そして小型軽量のレンズ群で高速なフォーカシングを行うには、各レンズ群の屈折力（パワー）、レンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。
【００１２】
例えば第１レンズ群や第３レンズ群のレンズ構成や第２、第３、第４レンズ群の屈折力等を適切に設定しないと、全系の小型化を図りつつ、広画角で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、高速なフォーカシングを行うのが困難になってくる。
【００１３】
また、レンズ交換式カメラシステムの交換ズームレンズにおいて、最も像側に配置されたレンズ群をフォーカシングに際して移動させる場合、最も像側に配置されたレンズ群を移動させるためのアクチュエータとマウント部材との干渉が課題となる。  本発明は、広画角であり、全ズーム領域で高い光学性能を有し、高速なフォーカシングが容易なズームレンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面と前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面の間に開口絞りを有し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して前記第３レンズ群は像側へ移動し、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、２枚以下の負レンズと、１枚の正レンズで構成され、前記第３レンズ群は単一レンズ又は接合レンズより構成され、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端において無限遠物体にフォーカスしているときの前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の合成焦点距離をｆ３Ｒｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
−０．７０＜ｆ２／ｆ３Ｒｗ＜−０．２３
０．１７＜｜ｆ３｜／ｆ４＜０．６０
３．２＜ｆ４／ｆｗ＜６．２
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば広画角で、全ズーム領域で高い光学性能を有し、しかも高速なフォーカシングが容易なズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の広角端におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図３】実施例２の広角端におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図５】実施例３の広角端におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図７】本発明のズームレンズを備えるカメラ（撮像装置）の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成されている。ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動する。そして第２レンズ群の最も物体側のレンズ面から第３レンズ群の最も物体側のレンズ面の間に開口絞りを有する。無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して第３レンズ群は像側へ移動する。
【００１８】
図１は、本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１のズームレンズはズーム比２．８８、広角端における撮影画角７２．９°、Ｆナンバー３．３５〜５．９８である。
【００１９】
図３は、本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２のズームレンズは、ズーム比２．９０、広角端における撮影画角７２．６°、Ｆナンバー３．２６〜５．８８である。
【００２０】
図５は、本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３のズームレンズは、ズーム比２．９５、広角端における撮影画角７３．８°、Ｆナンバー３．６０〜５．８８である。
【００２１】
図７は、本発明のズームレンズを備えるカメラ（撮像装置）の要部概略図である。各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルカメラ、銀塩フィルムカメラなどの撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。
【００２２】
レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。また、レンズ断面図において、ｉを物体側からのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。ＳＳは開口絞りである。図１においてＳＳＰは設計上用いたダミー面である。ＩＰは像面である。像面ＩＰは、デジタルカメラやビデオカメラ、監視カメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。また、銀塩フィルムカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、フィルム面に相当する。
【００２３】
矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。収差図において、ｄ（ｄ−ｌｉｎｅ）、ｇ（ｇ−ｌｉｎｅ）は各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。ωは半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。なお、各実施例において広角端と望遠端は変倍用のレンズ群が機構上、光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
【００２４】
各実施例はいずれも、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４を有している。更に第２レンズ群Ｌ２の物体側のレンズ面と第３レンズ群Ｌ３の像側のレンズ面との間に開口絞りＳＳを有している。そしてズーミングに際し、各レンズ群間隔が変化するように各レンズ群が移動する。また、第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に配置された、２枚以下の負レンズと、１枚の正レンズで構成している。
【００２５】
また、第３レンズ群Ｌ３は単一レンズ又は２以上のレンズを接合した接合レンズよりなる１つのレンズ成分にて構成され、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して像側に移動する。第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、単一の正レンズ又は正の屈折力の接合レンズよりなる第２ａレンズ群Ｌ２ａ、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを有する正の屈折力の第２ｂレンズ群Ｌ２ｂより構成される。像ぶれ補正に際して第２ａレンズ群Ｌ２ａ又は第２ｂレンズ群Ｌ２ｂは光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して結像位置を光軸に対して垂直方向に移動する。
【００２６】
各実施例において第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４とする。広角端において無限遠物体にフォーカスしているときの第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成焦点距離をｆ３Ｒｗとする。このとき、
−０．７０＜ｆ２／ｆ３Ｒｗ＜−０．２３      …（１）
０．１７＜｜ｆ３｜／ｆ４＜０．６０          …（２）
なる条件式を満足している。
【００２７】
光学系全系を負の屈折力のレンズ群が先行する負群先行型の３群ズームレンズとしてみたとき、広角端において、光学系全体が負、正、負の屈折力配置となるように各レンズ群の屈折力を設定している。これにより、広角端におけるレンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）を短縮し、全系の小型化を実現している。また、開口絞りＳＳの位置を第２レンズ群Ｌ２の物体側と第３レンズ群Ｌ３の物体側の面との間に配することで、広角端における射出瞳位置が像面に近づき過ぎないように制御し、電子撮像素子（固体撮像素子）に対応可能な範囲のテレセントリック性を確保している。
【００２８】
また、第３レンズ群Ｌ３より像側のレンズ群である第４レンズ群の屈折力を第３レンズ群Ｌ３の屈折力に比して緩くしている。これにより、バックフォーカスの短縮を図ると共に、第３レンズ群Ｌ３でフォーカシングするときの第３レンズ群Ｌ３の移動量が適切な値となるようにしている。
【００２９】
また、第１レンズ群Ｌ１を物体側から像側へ順に、２枚以下の負レンズ、１枚の正レンズで構成することにより、前玉有効系の小型化を容易にしている。また、フォーカスレンズ群である第３レンズ群Ｌ３を前述の如く１つのレンズ成分で構成することにより、フォーカスレンズ群の小型軽量化を容易にしている。これにより、ウォブリング動作を容易にし、高速なフォーカシングを行っている。
【００３０】
条件式（１）は、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２の焦点距離と、広角端において無限遠物体にフォーカスしているときの第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成焦点距離の比の範囲を規定している。また、条件式（２）は、フォーカスレンズ群である負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３と、第４レンズ群Ｌ４との焦点距離の比の範囲を規定している。
【００３１】
ここで、条件式（１）、（２）を満足する屈折力配置とすることで、広角端におけるレンズ全長を短縮し、第３レンズ群Ｌ３におけるインナーフォーカスを容易にしている。条件式（１）の上限を超えると、第２レンズ群Ｌ２より像側のレンズ群よりなる合成レンズ群の負の屈折力が、第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力に比して弱まりすぎてしまう。この場合、全系の焦点距離を一定とした場合、第２レンズ群Ｌ２と合成レンズ群の成す部分系のテレフォト具合が弱まりすぎることとなり、バックフォーカスが長くなりすぎ、広角端におけるレンズ全長が大型化してしまう。
【００３２】
一方、下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２より像側の合成レンズ群の負の屈折力が第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力に比して強まり過ぎることなる。この場合、全系の焦点距離を一定とした場合、第２レンズ群Ｌ２と前記合成レンズ群の成す部分系のテレフォト具合が強まりすぎることとなり、バックフォーカスが短くなりすぎる。また、ズームレンズを交換レンズとして用いる場合、最も像側のレンズ群の像側にシャッターユニット等を配置することが困難になる。また、射出瞳が像面に近づきすぎることで、撮像素子への軸外光線の入射角が大きくなりすぎてシェーディング発生してくるので良くない。
【００３３】
条件式（２）の上限を超えると、フォーカスレンズ群である第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力が緩まりすぎて、バックフォーカスが増大するとともに、フォーカシングのための移動量も増加し、レンズ全系が大型化してしまう。一方、下限を超えると、フォーカスレンズ群である第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力が強まりすぎて、バックフォーカスが短くなりすぎるとともに、フォーカシングによる収差変動が増大し、これの補正が困難となる。各実施例において、より好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３４】
−０．６９＜ｆ２／ｆ３Ｒｗ＜−０．２４          …（１ａ）
０．１８＜｜ｆ３｜／ｆ４Ｒｗ＜０．５０          …（２ａ）
各実施例において、さらに好ましくは、条件式（１ａ）、（２ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３５】
−０．６８＜ｆ２／ｆ３Ｒｗ＜−０．２４      …（１ｂ）
０．１９＜｜ｆ３｜／ｆ４Ｒｗ＜０．４５      …（２ｂ）
以上、各実施例においては、各レンズ群の屈折力やレンズ構成を適切に配置している。これにより、全系の小型化、撮像素子への対応、インナーフォーカスを容易に実現したズームレンズを得ている。なお、各実施例のズームレンズにおいて、さらに好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。これによれば各条件式に相当する効果が得られる。
【００３６】
第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の横倍率を各々β３ｔ、β４ｔとする。望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔をＤ３４ｔとする。第２ａレンズ群Ｌ２ａの焦点距離をｆ２ａとする。このとき、以下の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００３７】
１．１＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．４                    …（３）
０．８＜ｆ２／ｆｗ＜１．５                        …（４）
１．０＜｜ｆ３｜／ｆｗ＜２．０                    …（５）
３．２＜ｆ４／ｆｗ＜６．２                        …（６）
−１２．０＜（１−β３ｔ2）×β４ｔ2＜−３．５    …（７）
０．１＜Ｄ３４ｔ／ｆｗ＜１．０                    …（８）
２．０＜ｆ２ａ／ｆ２＜５．０                      …（９）
次に各条件式の技術的意味について説明する。
【００３８】
条件式（３）は、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力を規定している。条件式（３）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力が弱くなりすぎ、レンズ全長、前玉有効系が大型化してしまう。一方、下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力が強くなりすぎ、広角端において像面彎曲が増大し、この補正が困難となる。
【００３９】
条件式（４）は、第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力を規定している。条件式（４）の上限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力が弱くなりすぎ、変倍のための第２レンズ群Ｌ２の移動量が長くなり、レンズ全系が大型化してしまう。一方、下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力が強くなりすぎ、変倍による球面収差、コマ収差の変動が大きくなり、これらの補正が困難となる。
【００４０】
条件式（５）は、第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力を規定している。条件式（５）の上限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力が弱くなりすぎ、バックフォーカスが増大するとともに、フォーカシングのための移動量が増加し、光学系全系が大型化してしまう。一方、下限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力が強くなりすぎ、バックフォーカスが短くなりすぎるとともに、フォーカシングによる収差変動が増大してくる。
【００４１】
条件式（６）は、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力を規定している。条件式（６）の上限を超えると、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が弱くなりすぎ、バックフォーカスが短くなりすぎ、射出瞳位置が像面に近づき撮像素子への軸外光線の入射角が大きくなりすぎてしまう。一方、下限を超えると、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が強くなりすぎ、バックフォーカスが増大し、広角端におけるレンズ全長が大型化するので良くない。
【００４２】
条件式（７）は、望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの第３レンズ群Ｌ３と、第４レンズ群Ｌ４の横倍率を規定し、望遠端における第３レンズ群Ｌ３のフォーカス敏感度を規定している。条件式（７）の上限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の望遠端におけるフォーカス敏感度が高くなりすぎ、広角端と望遠端とにおけるフォーカスの制御が困難となる。一方、下限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の望遠端におけるフォーカス敏感度が低くなりすぎ、フォーカシングによる移動量が増加し全系が大型化するので良くない。
【００４３】
条件式（８）は、望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの第３レンズ群Ｌ３と、第４レンズ群Ｌ４の空気間隔を規定している。条件式（８）の上限を超えると、第３レンズ群Ｌ３と、第４レンズ群Ｌ４の空気間隔が大きくなりすぎ、光学系が大型化してしまう。一方、下限を超えると、第３レンズ群Ｌ３と、第４レンズ群Ｌ４の空気間隔が小さくなりすぎ、フォーカシングのための移動領域を確保することが困難となるので良くない。
【００４４】
また、各実施例において、第２レンズ群Ｌ２は、第２ａレンズ群Ｌ２ａと第２ｂレンズ群Ｌ２ｂよりなり、像ぶれ補正に際して第２ａレンズ群Ｌ２ａを光軸と垂直方向の成分を有するように変位することで、手ぶれ補正（防振）を行っている。
【００４５】
条件式（９）は防振用の第２ａレンズ群Ｌ２ａと第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の比を規定している。条件式（９）の上限を超えると、第２ａレンズ群Ｌ２ａの正の屈折力が弱くなりすぎ、防振敏感度が低下することで防振の振り量が増加し、駆動系が大型化し、特にレンズ径が大型化してしまう。一方、下限を超えると、第２ａレンズ群Ｌ２ａの正の屈折力が強くなりすぎ、防振時において偏心倍率色収差、偏心コマ収差等が多く発生し、これらの補正が困難となる。各実施例において、より好ましくは条件式（３）乃至（９）の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
【００４６】
１．２＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．３                …（３ａ）
０．８５＜ｆ２／ｆｗ＜１．４０                …（４ａ）
１．０５＜｜ｆ３｜／ｆｗ＜１．９５            …（５ａ）
３．２＜ｆ４／ｆｗ＜６．０                    …（６ａ）
−１１．０＜（１−β３ｔ2）×β４ｔ2＜−３．８  …（７ａ）
０．１３＜Ｄ３４ｔ／ｆｗ＜０．８０            …（８ａ）
２．１＜ｆ２ａ／ｆ２＜４．８                  …（９ａ）
各実施例において、さらに好ましくは条件式（３ａ）乃至（７ａ）の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
【００４７】
１．３＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．２                …（３ｂ）
０．９＜ｆ２／ｆｗ＜１．３                    …（４ｂ）
１．１＜｜ｆ３｜／ｆｗ＜１．９                …（５ｂ）
３．２＜ｆ４／ｆｗ＜５．８                    …（６ｂ）
−１０．０＜（１−β３ｔ2）×β４ｔ2＜−４．０…（７ｂ）
０．１５＜Ｄ３４ｔ／ｆｗ＜０．６０            …（８ｂ）
２．２＜ｆ２ａ／ｆ２＜４．５                  …（９ｂ）
各実施例において、ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４は同一の軌跡で移動している。この構成によれば、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４を同一の鏡筒に組み込むことが可能となり、メカ機構の簡略化、レンズ群間の高精度な保持が容易となる。
【００４８】
以上のように、各実施例によれば、レンズ系全体を小型化し、電子撮像素子への対応が良く、インナーフォーカスを良好に行うことができるズームレンズが得られる。
【００４９】
次に各実施例のレンズ構成について説明する。
［実施例１］
図１の実施例１は物体側から像側へ順に、負、正、負、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１乃至第４レンズ群Ｌ４を有する４群ズームレンズである。
【００５０】
広角端から望遠端へのズーミングに際し、矢印のように第１レンズ群Ｌ１は像側に凸状の軌跡で移動し、変倍による像面の変動を補償している。また、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４は変倍用のレンズ群であり、それぞれ物体側へ移動している。また、開口絞りＳＳは第２レンズ群Ｌ２の像側に配され、第２レンズ群Ｌ２と一体で移動している。また、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４は同一軌跡で一体で移動している。以下、各レンズ群は物体側から像側へ順に次の如く構成されている。
【００５１】
第１レンズ群Ｌ１は、像側の面に複合非球面を有し、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１、両凹形状の負レンズＧ２、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ３より構成している。第２レンズ群Ｌ２は物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ４、両面が非球面で両凸形状の正レンズＧ５、像側の面が凹でメニスカス形状の負レンズＧ６と両凸形状の正レンズＧ７との接合レンズＧ７ａ、開口絞りＳＳより構成している。第３レンズ群Ｌ３は、両凸形状の正レンズＧ８と両凹形状の負レンズＧ９との接合レンズＧ９ａより構成している。
【００５２】
第４レンズ群Ｌ４は、像側の面が非球面、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ１０、両凹形状の負レンズＧ１１と両凸形状の正レンズＧ１２との接合レンズＧ１２ａより構成している。無限遠物体から有限距離物体への合焦（フォーカス）は、第３レンズ群Ｌ３を光軸上で像側へ移動させる、インナーフォーカス方式を採用している。
【００５３】
実施例１では、条件式（１）、（２）を満足する屈折力配置と、開口絞りＳＳの位置を適切に配置している。そして第３レンズ群Ｌ３を１つの接合レンズＧ９ａで構成することで、レンズ全系の小型化、電子撮像素子への対応、インナーフォーカス化、フォーカスレンズ群の軽量化を図っている。
【００５４】
［実施例２］
図３の実施例２は、実施例１に比べて、ズームタイプ、フォーカス方式が同じである。実施例１と比較して、各レンズ群の屈折力配置、レンズ群内のレンズ構成が異なっている。実施例２では、開口絞りＳＳは第２レンズ群Ｌ２内に配され、ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と一体で移動している。以下、各レンズ群は物体側から像側へ順に次の如く構成されている。
【００５５】
第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１、両凹形状の負レンズＧ２、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ３より構成している。第２レンズ群Ｌ２は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ４、開口絞りＳＳ、両面が非球面で両凸形状の正レンズＧ５、両凹形状の負レンズＧ６と両凸形状の正レンズＧ７の接合レンズＧ７ａより構成している。第３レンズ群Ｌ３は、両凸形状の正レンズＧ８と両凹形状の負レンズＧ９との接合レンズＧ９ａより構成している。第４レンズ群Ｌ４は、両凸形状の正レンズＧ１０と両凹形状の負レンズＧ１１の接合レンズＧ１１ａより構成している。
【００５６】
［実施例３］
図５の実施例３は、実施例１に比べてズームタイプ、フォーカス方式が同じである。実施例１と比較して、各レンズ群の屈折力配置、レンズ群内のレンズ構成が異なっている。以下、各レンズ群は物体側から像側へ順に次の如く構成されている。
【００５７】
第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１、両凹形状の負レンズＧ２、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ３より構成している。第２レンズ群Ｌ２は、物体側の面が非球面、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ４、物体側の面が凸で負メニスカス形状の負レンズＧ５と両凸形状の正レンズＧ６の接合レンズＧ６ａより構成している。
【００５８】
第３レンズ群Ｌ３は物体側の面が非球面で両凹形状の負レンズＧ７より構成している。第４レンズ群Ｌ４は像側の面が非球面で物体側の面が凹のメニスカス形状の正レンズＧ８、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ９より構成している。実施例３では、条件式（１）、（２）を満足する屈折力配置と、開口絞りＳＳの位置を適切に配置し、第３レンズ群Ｌ３を単レンズで構成することで、レンズ全系の小型化、電子撮像素子への対応、インナーフォーカス化、フォーカスレンズ群の軽量化を図っている。
【００５９】
以下、実施例１〜３に対応する数値実施例１〜３の具体的数値データを示す。各数値実施例において、ｉは物体側から数えた面の番号を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との軸上間隔である。ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数である。数値実施例２における面番号１は設計上用いたダミー面である。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。ＢＦはバックフォーカスである。
【００６０】
非球面形状は、光の進行方向を正、ｘを光軸方向の面頂点からの変位量として、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を非球面係数とするとき、
ｘ＝（ｈ２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）×（ｈ／ｒ）２｝１／２］
＋Ａ４×ｈ４＋Ａ６×ｈ６＋Ａ８×ｈ８＋Ａ１０×ｈ１０＋Ａ１２×ｈ１２
なる式で表している。
【００６１】
なお、各非球面係数における「ｅ±ＸＸ」は「×１０±ＸＸ」を意味している。また、前述の各条件式と数値実施例との関係を（表１）に示す。
【００６２】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1         40.021    1.60   1.90366    31.3       34.92
2         16.547    0.05   1.58306    30.2       28.13
3*        15.350    8.75                         28.11
4       -767.469    1.20   1.60311    60.6       27.92
5         39.369    0.50                         27.43
6         26.962    4.50   1.84666    23.9       27.91
7         92.015  (可変)                         27.25
8         15.398    1.50   1.48749    70.2       12.79
9         25.036    3.50                         12.66
10*        30.259    2.50   1.58313    59.4       12.77
11*      -384.617    1.00                         12.79
12        936.559    1.00   1.80610    33.3       12.68
13         13.831    4.50   1.68980    62.7       12.53
14        -18.019    0.50                         12.54
15(絞り)    ∞     (可変)                         11.65
16         47.057    2.50   1.84666    23.9       10.69
17        -20.785    1.00   1.86482    45.2       10.06
18         12.673  (可変)                          9.80
19         82.421    1.50   1.52996    55.8       10.96
20*       132.640    0.50                         11.66
21        -59.172    1.00   1.69198    28.2       11.76
22         14.508    3.50   1.80052    49.3       13.38
23        -71.243  (可変)                         14.04
24          ∞      20.56                         20.02
像面        ∞   
【００６３】
非球面データ
第3面
K =-3.31777e-001  A 4= 2.01452e-006  A 6= 6.77677e-010  A 8= 2.59096e-011  A10=-2.53750e-013  
第10面
K = 4.83732e+000  A 4=-1.27633e-004  A 6=-3.56885e-007  A 8=-2.74186e-008  A10=-3.35246e-011  A12= 3.75036e-012  
第11面
K =-3.27806e+003  A 4=-1.04354e-005  A 6=-3.24425e-008  A 8=-3.55228e-008  A10= 2.46465e-010  A12= 1.36015e-012  
第20面
K =-6.89688e+002  A 4= 5.60844e-006  A 6=-4.92965e-007  A 8=-4.03877e-009  A10= 1.14547e-010  
各種データ
ズーム比      2.88 
広角     中間     望遠
焦点距離      18.50    36.02    53.33  
Fナンバー      3.35     4.57     5.98  
半画角（度）  36.44    20.77    14.37  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長   102.26    88.87    97.58  
BF            20.56    20.56    20.56  
無限遠物体合焦点時
d 7           35.92     8.38     0.33  
d15            2.60     2.10     1.23  
d18            2.09     2.58     3.45  
d23            0.00    14.15    30.91  
像面から１ｍの位置の物体合焦点時
d 7           35.92     8.38     0.33  
d15            2.70     2.33     1.55  
d18            1.98     2.35     3.13  
d23            0.00    14.15    30.91  
入射瞳位置    23.96    18.56    16.16  
射出瞳位置   -10.62   -24.99   -42.09  
前側主点位置  31.49    26.10    24.09  
後側主点位置   2.06   -15.46   -32.77  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
L1    1     -39.34        16.60        -0.45        -14.18
L2    8      18.29        14.50         7.44         -4.95
L3   16     -20.49         3.50         2.67          0.69
L4   19     104.51         6.50         4.16          0.12
FC   24       ∞           0.00         0.00         -0.00
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
G1       1    -32.26
G2       2   -369.58
G3       4    -62.06
G4       6     43.66
G5       8     78.07
G6      10     48.21
G7      12    -17.42
G8      13     12.04
G9      16     17.32
G10      17     -8.98
G11      19    406.56
G12      21    -16.74
G13      22     15.34
【００６４】
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1          ∞       2.50                        999.00
2         32.389    1.60   1.91082    35.3       30.24
3         15.821    7.22                         25.08
4      -8566.340    1.20   1.83481    42.7       24.64
5         28.799    1.00                         23.78
6         24.252    3.90   1.84666    23.9       24.39
7        114.314  (可変)                         23.96
8         13.986    1.56   1.48749    70.2       13.24
9         21.485    4.00                         13.07
10(絞り)    ∞       1.00                         13.21
11*        34.559    1.96   1.58313    59.4       13.26
12*      -234.073    1.00                         13.37
13        -62.991    1.00   1.84666    23.9       13.29
14         20.007    4.26   1.72342    38.0       13.41
15        -19.370  (可変)                         13.61
16        129.521    1.59   1.92286    20.9       12.40
17        -37.438    1.00   1.72342    38.0       12.17
18         17.445  (可変)                         12.08
19         19.603    4.40   1.69680    55.5       14.88
20        -23.252    1.00   1.60342    38.0       14.90
21         18.262  (可変)                         14.79
像面        ∞   
【００６５】
非球面データ
第11面
K = 1.05166e+000  A 4=-1.15232e-004  A 6=-8.72019e-007  A 8=-2.52400e-008  A10= 1.76995e-010  A12= 7.57582e-013  
第12面
K =-3.51607e+003  A 4=-6.03318e-005  A 6=-2.89476e-007  A 8=-2.78464e-008  A10= 2.32353e-010  A12= 3.41924e-013  
各種データ
ズーム比      2.90 
広角     中間     望遠
焦点距離      18.58    35.72    53.80  
Fナンバー      3.26     4.53     5.88  
半画角（度）  36.32    20.93    14.25  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長   103.83    98.31   109.07  
BF            20.94    37.91    56.94  
無限遠物体合焦点時
d 7           33.55    11.06     2.80  
d15            5.30     3.32     1.80  
d18            3.84     5.83     7.35  
d21           20.94    37.91    56.94  
像面から１ｍの位置の物体合焦点時
d 7           33.55    11.06     2.80  
d15            5.52     3.75     2.46  
d18            3.63     5.39     6.69  
d21           20.94    37.91    56.94  
入射瞳位置    24.50    19.27    16.25  
射出瞳位置   -16.20   -17.27   -18.04  
前側主点位置  33.78    31.87    31.45  
後側主点位置   2.36     2.20     3.14  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
L1    1     -35.03        17.42         3.94        -10.53
L2    8      23.00        14.78         8.27         -4.87
L3   16     -35.08         2.59         1.89          0.46
L4   19     100.00         5.40        -9.56        -11.66
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
G1       1    -35.60
G2       4    -34.38
G3       6     35.65
G4       8     76.94
G5      11     51.78
G6      13    -17.84
G7      14     14.25
G8      16     31.61
G9      17    -16.32
G10      19     15.94
G11      20    -16.80
【００６６】
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1         32.413    1.30   1.72000    50.2       28.76
2         14.451    7.36                         23.59
3       -170.774    1.00   1.72000    50.2       23.14
4         38.022    0.10                         22.42
5         21.514    2.27   1.92286    18.9       22.48
6         31.158  (可変)                         21.89
7*        30.945    2.67   1.74330    49.3       12.61
8       1744.885    2.80                         12.50
9         19.076    0.80   1.84666    23.9       12.66
10         11.515    4.10   1.60311    60.6       12.24
11        -51.101    1.80                         11.96
12(絞り)    ∞     (可変)                         11.15
13*       -99.968    1.80   1.67790    54.9        8.97
14         21.571  (可変)                          8.34
15        -47.215    1.20   1.58306    30.2       15.96
16*       -46.684    0.27                         16.69
17         21.961    2.40   1.58267    46.4       19.07
18         50.717  (可変)                         19.15
像面        ∞   
【００６７】
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-8.20445e-006  A 6=-4.85557e-008  A 8= 1.18740e-010  
第13面
K = 0.00000e+000  A 4=-3.29655e-006  A 6= 3.35387e-007  A 8=-7.73602e-010  
第16面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.39745e-005  A 6= 2.25152e-007  A 8=-1.22872e-009  A10= 7.03392e-012  
各種データ
ズーム比      2.95 
広角     中間     望遠
焦点距離      18.21    28.48    53.80  
Fナンバー      3.60     4.31     5.88  
半画角（度）  36.88    25.63    14.25  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長    96.23    88.65    90.75  
BF            18.21    26.58    42.31  
無限遠物体合焦点時
d 6           32.36    16.41     2.77  
d12            2.03     3.28     7.23  
d14           13.76    12.52     8.57  
d18           18.21    26.58    42.31  
像面から１ｍの位置の物体合焦点時
d 6           32.36    16.41     2.77  
d12            2.16     3.54     7.97  
d14           13.64    12.26     7.83  
d18           18.21    26.58    42.31  
入射瞳位置    21.10    18.79    15.57  
射出瞳位置   -25.45   -24.92   -22.47  
前側主点位置  31.71    31.52    24.69  
後側主点位置  -0.00    -1.89   -11.49  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
L1    1     -25.93        12.03         3.95         -5.38
L2    7      18.54        12.17         3.25         -6.35
L3   13     -26.02         1.80         0.88         -0.19
L4   15      62.85         3.87         0.51         -1.99
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
G1       1    -37.35
G2       3    -43.11
G3       5     67.68
G4       7     42.36
G5       9    -36.06
G6      10     15.98
G7      13    -26.02
G8      15    3886.22
G9      17     64.49
【表１】
0005832271.tif 000002
【００６８】
図７において、２０はカメラ本体、２１は実施例１乃至３に説明したいずれか１つのズームレンズによって構成された撮影光学系である。
【００６９】
２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。尚、各実施例のズームレンズはクイックリターンミラーのある一眼レフカメラやクイックリターンミラーのないミラーレスの一眼レフカメラにも適用できる。
【符号の説明】
【００７０】
Ｌ１  第１レンズ群      Ｌ２  第２レンズ群      Ｌ３  第３レンズ群
Ｌ４  第４レンズ群      ＳＳ  開口絞り
【図１】
0005832271.tif 000003
【図２】
0005832271.tif 000004
【図３】
0005832271.tif 000005
【図４】
0005832271.tif 000006
【図５】
0005832271.tif 000007
【図６】
0005832271.tif 000008
【図７】
0005832271.tif 000009